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生物学是一门实验性学科,实验能调动学生学习的积极性,培养学生的理解能力、思维能力和分析能力,培养学生实事求是的科学态度。因此,生物实验是培养学生创新精神的最好机会。而研究性学习则是指学生在教师指导下,以类似科学研究的方式获取知识,培养能力的一种学习方式。那么,如何在高中生物实验教学中实施研究性学习呢?下面结合笔者的生物教学实践谈些粗浅看法。
一、实施策略
如何激发学生探究的兴趣,并有效引导学生把探究活动延伸到课外,不流于形式,让学生像科学家那样“真刀真枪”地“搞科学”,从而更深刻地掌握生物科学知识。
1.以兴趣吸引学生进行生物探究实验
教师首先要了解学生准备探究的实验,其次对学生探究的题目做好筛选。关于选题还须注意选择的题目难易要适中,否则,会使学生的探究变得无从下手。在上完课后,教师让学生提出自己还想在课后研究的问题。对学生提出的感兴趣的问题,只要教师稍加引导,将是很好的课外探究题目。
2.教师参与引导学生制定探究的具体计划
教师可以轮流参与到各个小组的探究活动中去,尤其是对动手能力较差的学生,教师更要多一些关注,与他们一起进行方案设计、准备材料、实验观察。
3.争取家长对课外生物探究活动的支持
课堂之余,开展丰富多彩的生物探究实验活动,让家长也参与进来,领略生物科学的无限魅力,消除对生物学科的偏见。争取得到家长对课外生物探究活动的支持,很多的活动才能真正开展起来,不至于流于形式,这样才能在校园和社会上形成浓厚的生物科学探究氛围。
4.重视多形式评价与展示学生的探究成果
为了让学生能持之以恒地进行探究活动,必须充分重视学生的探究成果,让他们体验一种科学家搞发明创造似的成就感。
二、问题意识的培养
探究性学习以问题为载体,整个学习过程围绕着问题的提出与解决而展开。因此,进行探究性学习的首要条件,就是要充分激发学生思维的积极性,培养学生的问题意识。
1.营造氛围,鼓励提问
要让学生提出问题,首先教师与学生之间要达成一种民主、平等、和谐的关系,从感情上缩短与学生的距离。其次,教师要保护学生的好奇心,鼓励、提倡学生大胆质疑。
2.创设情境,诱导提问
(1)在观察分析中提问
在生物课程中有大量的观察内容,如实物、模型、插图、曲线等。通过对这些内容的观察分析,学生可以提出大量有探究价值的问题。例如“观察DNA双螺旋结构模型”这一活动,学生会提出“DNA的碱基对为什么总是一个嘌呤和一个嘧啶配对?”“相邻碱基对之间的距离是否相等?”“DNA两条链的螺旋有没有规律?每旋转一圈有多少碱基对?”“不同来源的DNA可不可以进行拼接?”等问题。
(2)在活动实践中提问
例如“探究不同波长的光对植物光合作用的影响”的活动就是一个诱导学生提问的好素材。该实验从遮光、光照、脱色到检验淀粉存在的整个过程,体现了一种科学探索思想。通过实验方案的设计,学生很自然就会想到“为什么要把天竺葵在黑暗处放置一昼夜?”“为什么叶片放入酒精后要隔水加热?”“为什么向清水冲洗后的天竺葵叶片滴加碘液?”等问题。
(3)在联系实际中提问
例如“探究生长素类似物促进植物生长的最适浓度”的活动,学生会提出“选用什么生长素类似物?”“如何确定浓度梯度?”“比较测量实验组和对照组的哪些项目?如何测量?”“促进生根的最适浓度和促进结果的最适浓度一样吗?”等问题。
(4)在课外活动中提问
教材中除了课堂上的实验外,还安排了很多课后探究活动。在实施这些课外活动时,学生会提出很多问题。如“如何证明植物的颜色是由液泡中色素决定还是由叶绿体中色素决定的?”“单色光波是否会影响叶绿素的形成?”“叶绿素的合成除了受基因控制外,还受哪些环境因素影响?”“为什么扦插一定要把枝条的下部插入土壤?”等问题。这大大激发了学生学习生物学的兴趣,培养了学生提问的习惯。
3.多种形式,训练提问
首先教师在教学中可以让学生模仿和学习他人的提问方式。其次,利用教材上的题目,要求学生在弄懂教材基本原理的基础上,通过举一反三的方式提出问题。再次,还可要求学生每人准备一本问题本,把生活中遇到的一些问题记下来。
三、实施实践
1.从实验原理出发设计研究性实验
模式:教师提出需学生研究的问题→学生设计实验→实验验证→得出结论→填写报告。如“细胞的质壁分离”这一实验,通过对该实验原理的分析,可以提出以下探究课题:对几种不同浓度溶液进行浓度的排序;测定某植物细胞的细胞液浓度;比较两种植物细胞的细胞液的浓度等。再如“鉴定还原性糖”的实验,可利用此实验原理检测尿液中是否含有葡萄糖;某种无糖食品是否真的无糖等。
2.从实验步骤出发设计研究性实验
模式:教师对实验步骤提出建议→学生选择比较实验→分析对比结果→得出结论→填写报告。以“提取和分离叶绿体中的色素”实验为例,鼓励学生在实验过程中使用不同方法,通过对比实验来研究哪种方法能达到最佳的实验效果。如建议学生对所取的菠菜与酒精的量的比例作一研究;也可对滤纸条的画线次数、画线方法等实验步骤提出建议。学生在实验过程中,自己选择对比实验组,通过自己的实验,得出结论。
3.从实验易错点出发设计研究性实验
模式:教师针对教材中某些“不许”“不能”“注意”等内容提出质疑→要求学生解释为什么→学生实验→得出结论。如在“植物细胞的有丝分裂”实验中根尖解离后必须先漂洗然后再染色,为什么要这样做呢?又如在“提取和分离叶绿体中的色素”实验中,滤液细线不能触及层析液,为什么要这样强调呢?学生通过亲自进行“错误”操作,知道了此操作所造成的后果,其印象比教师口头强调和解释要深得多,也更有说服力,其心理体验是前者无法相比的。
4.从教材知识点出发设计研究性的实验
模式:教材中的知识点→教师、学生提出质疑→学生课外实验→得出结论。
结合教材中的知识点提出问题,也鼓励学生自己对知识点提出质疑,引导学生开展课外的研究实验。如针对教材中环境骤变能诱导染色体加倍这一内容,学生提出质疑,低温能否诱导染色体加倍?确定研究课题后学生设计实验方案并实施,最后得出结论。
总之,研究性实验进入学生生活,打破了学生认识过程中的思维定式,发展了学生的创新思维,可以激发学生的学习兴趣和参与意识,培养学生学习的主动性,形成客观而实事求是的科学态度和不懈的进取精神、严谨细致的作风和坚忍不拔的意志等。
参考文献
[1]刘显国.课外兴趣的培养方式[M].北京:中国林业出版社,2004.
[2]田光文.以探究性实验代替验证性实验的探究[J].中学生物教学,2001(10).
[3]黄淑玲.学生课外生活指导[M].重庆:西南师范大学出版社,2005.
(责任编辑廖银燕)
一、实施策略
如何激发学生探究的兴趣,并有效引导学生把探究活动延伸到课外,不流于形式,让学生像科学家那样“真刀真枪”地“搞科学”,从而更深刻地掌握生物科学知识。
1.以兴趣吸引学生进行生物探究实验
教师首先要了解学生准备探究的实验,其次对学生探究的题目做好筛选。关于选题还须注意选择的题目难易要适中,否则,会使学生的探究变得无从下手。在上完课后,教师让学生提出自己还想在课后研究的问题。对学生提出的感兴趣的问题,只要教师稍加引导,将是很好的课外探究题目。
2.教师参与引导学生制定探究的具体计划
教师可以轮流参与到各个小组的探究活动中去,尤其是对动手能力较差的学生,教师更要多一些关注,与他们一起进行方案设计、准备材料、实验观察。
3.争取家长对课外生物探究活动的支持
课堂之余,开展丰富多彩的生物探究实验活动,让家长也参与进来,领略生物科学的无限魅力,消除对生物学科的偏见。争取得到家长对课外生物探究活动的支持,很多的活动才能真正开展起来,不至于流于形式,这样才能在校园和社会上形成浓厚的生物科学探究氛围。
4.重视多形式评价与展示学生的探究成果
为了让学生能持之以恒地进行探究活动,必须充分重视学生的探究成果,让他们体验一种科学家搞发明创造似的成就感。
二、问题意识的培养
探究性学习以问题为载体,整个学习过程围绕着问题的提出与解决而展开。因此,进行探究性学习的首要条件,就是要充分激发学生思维的积极性,培养学生的问题意识。
1.营造氛围,鼓励提问
要让学生提出问题,首先教师与学生之间要达成一种民主、平等、和谐的关系,从感情上缩短与学生的距离。其次,教师要保护学生的好奇心,鼓励、提倡学生大胆质疑。
2.创设情境,诱导提问
(1)在观察分析中提问
在生物课程中有大量的观察内容,如实物、模型、插图、曲线等。通过对这些内容的观察分析,学生可以提出大量有探究价值的问题。例如“观察DNA双螺旋结构模型”这一活动,学生会提出“DNA的碱基对为什么总是一个嘌呤和一个嘧啶配对?”“相邻碱基对之间的距离是否相等?”“DNA两条链的螺旋有没有规律?每旋转一圈有多少碱基对?”“不同来源的DNA可不可以进行拼接?”等问题。
(2)在活动实践中提问
例如“探究不同波长的光对植物光合作用的影响”的活动就是一个诱导学生提问的好素材。该实验从遮光、光照、脱色到检验淀粉存在的整个过程,体现了一种科学探索思想。通过实验方案的设计,学生很自然就会想到“为什么要把天竺葵在黑暗处放置一昼夜?”“为什么叶片放入酒精后要隔水加热?”“为什么向清水冲洗后的天竺葵叶片滴加碘液?”等问题。
(3)在联系实际中提问
例如“探究生长素类似物促进植物生长的最适浓度”的活动,学生会提出“选用什么生长素类似物?”“如何确定浓度梯度?”“比较测量实验组和对照组的哪些项目?如何测量?”“促进生根的最适浓度和促进结果的最适浓度一样吗?”等问题。
(4)在课外活动中提问
教材中除了课堂上的实验外,还安排了很多课后探究活动。在实施这些课外活动时,学生会提出很多问题。如“如何证明植物的颜色是由液泡中色素决定还是由叶绿体中色素决定的?”“单色光波是否会影响叶绿素的形成?”“叶绿素的合成除了受基因控制外,还受哪些环境因素影响?”“为什么扦插一定要把枝条的下部插入土壤?”等问题。这大大激发了学生学习生物学的兴趣,培养了学生提问的习惯。
3.多种形式,训练提问
首先教师在教学中可以让学生模仿和学习他人的提问方式。其次,利用教材上的题目,要求学生在弄懂教材基本原理的基础上,通过举一反三的方式提出问题。再次,还可要求学生每人准备一本问题本,把生活中遇到的一些问题记下来。
三、实施实践
1.从实验原理出发设计研究性实验
模式:教师提出需学生研究的问题→学生设计实验→实验验证→得出结论→填写报告。如“细胞的质壁分离”这一实验,通过对该实验原理的分析,可以提出以下探究课题:对几种不同浓度溶液进行浓度的排序;测定某植物细胞的细胞液浓度;比较两种植物细胞的细胞液的浓度等。再如“鉴定还原性糖”的实验,可利用此实验原理检测尿液中是否含有葡萄糖;某种无糖食品是否真的无糖等。
2.从实验步骤出发设计研究性实验
模式:教师对实验步骤提出建议→学生选择比较实验→分析对比结果→得出结论→填写报告。以“提取和分离叶绿体中的色素”实验为例,鼓励学生在实验过程中使用不同方法,通过对比实验来研究哪种方法能达到最佳的实验效果。如建议学生对所取的菠菜与酒精的量的比例作一研究;也可对滤纸条的画线次数、画线方法等实验步骤提出建议。学生在实验过程中,自己选择对比实验组,通过自己的实验,得出结论。
3.从实验易错点出发设计研究性实验
模式:教师针对教材中某些“不许”“不能”“注意”等内容提出质疑→要求学生解释为什么→学生实验→得出结论。如在“植物细胞的有丝分裂”实验中根尖解离后必须先漂洗然后再染色,为什么要这样做呢?又如在“提取和分离叶绿体中的色素”实验中,滤液细线不能触及层析液,为什么要这样强调呢?学生通过亲自进行“错误”操作,知道了此操作所造成的后果,其印象比教师口头强调和解释要深得多,也更有说服力,其心理体验是前者无法相比的。
4.从教材知识点出发设计研究性的实验
模式:教材中的知识点→教师、学生提出质疑→学生课外实验→得出结论。
结合教材中的知识点提出问题,也鼓励学生自己对知识点提出质疑,引导学生开展课外的研究实验。如针对教材中环境骤变能诱导染色体加倍这一内容,学生提出质疑,低温能否诱导染色体加倍?确定研究课题后学生设计实验方案并实施,最后得出结论。
总之,研究性实验进入学生生活,打破了学生认识过程中的思维定式,发展了学生的创新思维,可以激发学生的学习兴趣和参与意识,培养学生学习的主动性,形成客观而实事求是的科学态度和不懈的进取精神、严谨细致的作风和坚忍不拔的意志等。
参考文献
[1]刘显国.课外兴趣的培养方式[M].北京:中国林业出版社,2004.
[2]田光文.以探究性实验代替验证性实验的探究[J].中学生物教学,2001(10).
[3]黄淑玲.学生课外生活指导[M].重庆:西南师范大学出版社,2005.
(责任编辑廖银燕)